src/librustc_mir/interpret/validity.rs

   1 //! Check the validity invariant of a given value, and tell the user
   2 //! where in the value it got violated.
   3 //! In const context, this goes even further and tries to approximate const safety.
   4 //! That's useful because it means other passes (e.g. promotion) can rely on `const`s
   5 //! to be const-safe.
   6
   7 use std::fmt::Write;
   8 use std::ops::RangeInclusive;
   9
  10 use rustc::ty;
  11 use rustc::ty::layout::{self, LayoutOf, TyLayout, VariantIdx};
  12 use rustc_data_structures::fx::FxHashSet;
  13 use rustc_hir as hir;
  14 use rustc_span::symbol::{sym, Symbol};
  15
  16 use std::hash::Hash;
  17
  18 use super::{
  19     CheckInAllocMsg, GlobalAlloc, InterpCx, InterpResult, MPlaceTy, Machine, MemPlaceMeta, OpTy,
  20     ValueVisitor,
  21 };
  22
  23 macro_rules! throw_validation_failure {
  24     ($what:expr, $where:expr, $details:expr) => {{
  25         let mut msg = format!("encountered {}", $what);
  26         let where_ = &$where;
  27         if !where_.is_empty() {
  28             msg.push_str(" at ");
  29             write_path(&mut msg, where_);
  30         }
  31         write!(&mut msg, ", but expected {}", $details).unwrap();
  32         throw_unsup!(ValidationFailure(msg))
  33     }};
  34     ($what:expr, $where:expr) => {{
  35         let mut msg = format!("encountered {}", $what);
  36         let where_ = &$where;
  37         if !where_.is_empty() {
  38             msg.push_str(" at ");
  39             write_path(&mut msg, where_);
  40         }
  41         throw_unsup!(ValidationFailure(msg))
  42     }};
  43 }
  44
  45 macro_rules! try_validation {
  46     ($e:expr, $what:expr, $where:expr, $details:expr) => {{
  47         match $e {
  48             Ok(x) => x,
  49             Err(_) => throw_validation_failure!($what, $where, $details),
  50         }
  51     }};
  52
  53     ($e:expr, $what:expr, $where:expr) => {{
  54         match $e {
  55             Ok(x) => x,
  56             Err(_) => throw_validation_failure!($what, $where),
  57         }
  58     }};
  59 }
  60
  61 /// We want to show a nice path to the invalid field for diagnostics,
  62 /// but avoid string operations in the happy case where no error happens.
  63 /// So we track a `Vec<PathElem>` where `PathElem` contains all the data we
  64 /// need to later print something for the user.
  65 #[derive(Copy, Clone, Debug)]
  66 pub enum PathElem {
  67     Field(Symbol),
  68     Variant(Symbol),
  69     GeneratorState(VariantIdx),
  70     CapturedVar(Symbol),
  71     ArrayElem(usize),
  72     TupleElem(usize),
  73     Deref,
  74     EnumTag,
  75     GeneratorTag,
  76     DynDowncast,
  77 }
  78
  79 /// State for tracking recursive validation of references
  80 pub struct RefTracking<T, PATH = ()> {
  81     pub seen: FxHashSet<T>,
  82     pub todo: Vec<(T, PATH)>,
  83 }
  84
  85 impl<T: Copy + Eq + Hash + std::fmt::Debug, PATH: Default> RefTracking<T, PATH> {
  86     pub fn empty() -> Self {
  87         RefTracking { seen: FxHashSet::default(), todo: vec![] }
  88     }
  89     pub fn new(op: T) -> Self {
  90         let mut ref_tracking_for_consts =
  91             RefTracking { seen: FxHashSet::default(), todo: vec![(op, PATH::default())] };
  92         ref_tracking_for_consts.seen.insert(op);
  93         ref_tracking_for_consts
  94     }
  95
  96     pub fn track(&mut self, op: T, path: impl FnOnce() -> PATH) {
  97         if self.seen.insert(op) {
  98             trace!("Recursing below ptr {:#?}", op);
  99             let path = path();
 100             // Remember to come back to this later.
 101             self.todo.push((op, path));
 102         }
 103     }
 104 }
 105
 106 /// Format a path
 107 fn write_path(out: &mut String, path: &Vec<PathElem>) {
 108     use self::PathElem::*;
 109
 110     for elem in path.iter() {
 111         match elem {
 112             Field(name) => write!(out, ".{}", name),
 113             EnumTag => write!(out, ".<enum-tag>"),
 114             Variant(name) => write!(out, ".<enum-variant({})>", name),
 115             GeneratorTag => write!(out, ".<generator-tag>"),
 116             GeneratorState(idx) => write!(out, ".<generator-state({})>", idx.index()),
 117             CapturedVar(name) => write!(out, ".<captured-var({})>", name),
 118             TupleElem(idx) => write!(out, ".{}", idx),
 119             ArrayElem(idx) => write!(out, "[{}]", idx),
 120             // `.<deref>` does not match Rust syntax, but it is more readable for long paths -- and
 121             // some of the other items here also are not Rust syntax.  Actually we can't
 122             // even use the usual syntax because we are just showing the projections,
 123             // not the root.
 124             Deref => write!(out, ".<deref>"),
 125             DynDowncast => write!(out, ".<dyn-downcast>"),
 126         }
 127         .unwrap()
 128     }
 129 }
 130
 131 // Test if a range that wraps at overflow contains `test`
 132 fn wrapping_range_contains(r: &RangeInclusive<u128>, test: u128) -> bool {
 133     let (lo, hi) = r.clone().into_inner();
 134     if lo > hi {
 135         // Wrapped
 136         (..=hi).contains(&test) || (lo..).contains(&test)
 137     } else {
 138         // Normal
 139         r.contains(&test)
 140     }
 141 }
 142
 143 // Formats such that a sentence like "expected something {}" to mean
 144 // "expected something <in the given range>" makes sense.
 145 fn wrapping_range_format(r: &RangeInclusive<u128>, max_hi: u128) -> String {
 146     let (lo, hi) = r.clone().into_inner();
 147     assert!(hi <= max_hi);
 148     if lo > hi {
 149         format!("less or equal to {}, or greater or equal to {}", hi, lo)
 150     } else if lo == hi {
 151         format!("equal to {}", lo)
 152     } else if lo == 0 {
 153         assert!(hi < max_hi, "should not be printing if the range covers everything");
 154         format!("less or equal to {}", hi)
 155     } else if hi == max_hi {
 156         assert!(lo > 0, "should not be printing if the range covers everything");
 157         format!("greater or equal to {}", lo)
 158     } else {
 159         format!("in the range {:?}", r)
 160     }
 161 }
 162
 163 struct ValidityVisitor<'rt, 'mir, 'tcx, M: Machine<'mir, 'tcx>> {
 164     /// The `path` may be pushed to, but the part that is present when a function
 165     /// starts must not be changed!  `visit_fields` and `visit_array` rely on
 166     /// this stack discipline.
 167     path: Vec<PathElem>,
 168     ref_tracking_for_consts:
 169         Option<&'rt mut RefTracking<MPlaceTy<'tcx, M::PointerTag>, Vec<PathElem>>>,
 170     ecx: &'rt InterpCx<'mir, 'tcx, M>,
 171 }
 172
 173 impl<'rt, 'mir, 'tcx, M: Machine<'mir, 'tcx>> ValidityVisitor<'rt, 'mir, 'tcx, M> {
 174     fn aggregate_field_path_elem(&mut self, layout: TyLayout<'tcx>, field: usize) -> PathElem {
 175         // First, check if we are projecting to a variant.
 176         match layout.variants {
 177             layout::Variants::Multiple { discr_index, .. } => {
 178                 if discr_index == field {
 179                     return match layout.ty.kind {
 180                         ty::Adt(def, ..) if def.is_enum() => PathElem::EnumTag,
 181                         ty::Generator(..) => PathElem::GeneratorTag,
 182                         _ => bug!("non-variant type {:?}", layout.ty),
 183                     };
 184                 }
 185             }
 186             layout::Variants::Single { .. } => {}
 187         }
 188
 189         // Now we know we are projecting to a field, so figure out which one.
 190         match layout.ty.kind {
 191             // generators and closures.
 192             ty::Closure(def_id, _) | ty::Generator(def_id, _, _) => {
 193                 let mut name = None;
 194                 if def_id.is_local() {
 195                     let tables = self.ecx.tcx.typeck_tables_of(def_id);
 196                     if let Some(upvars) = tables.upvar_list.get(&def_id) {
 197                         // Sometimes the index is beyond the number of upvars (seen
 198                         // for a generator).
 199                         if let Some((&var_hir_id, _)) = upvars.get_index(field) {
 200                             let node = self.ecx.tcx.hir().get(var_hir_id);
 201                             if let hir::Node::Binding(pat) = node {
 202                                 if let hir::PatKind::Binding(_, _, ident, _) = pat.kind {
 203                                     name = Some(ident.name);
 204                                 }
 205                             }
 206                         }
 207                     }
 208                 }
 209
 210                 PathElem::CapturedVar(name.unwrap_or_else(|| {
 211                     // Fall back to showing the field index.
 212                     sym::integer(field)
 213                 }))
 214             }
 215
 216             // tuples
 217             ty::Tuple(_) => PathElem::TupleElem(field),
 218
 219             // enums
 220             ty::Adt(def, ..) if def.is_enum() => {
 221                 // we might be projecting *to* a variant, or to a field *in* a variant.
 222                 match layout.variants {
 223                     layout::Variants::Single { index } => {
 224                         // Inside a variant
 225                         PathElem::Field(def.variants[index].fields[field].ident.name)
 226                     }
 227                     layout::Variants::Multiple { .. } => bug!("we handled variants above"),
 228                 }
 229             }
 230
 231             // other ADTs
 232             ty::Adt(def, _) => PathElem::Field(def.non_enum_variant().fields[field].ident.name),
 233
 234             // arrays/slices
 235             ty::Array(..) | ty::Slice(..) => PathElem::ArrayElem(field),
 236
 237             // dyn traits
 238             ty::Dynamic(..) => PathElem::DynDowncast,
 239
 240             // nothing else has an aggregate layout
 241             _ => bug!("aggregate_field_path_elem: got non-aggregate type {:?}", layout.ty),
 242         }
 243     }
 244
 245     fn visit_elem(
 246         &mut self,
 247         new_op: OpTy<'tcx, M::PointerTag>,
 248         elem: PathElem,
 249     ) -> InterpResult<'tcx> {
 250         // Remember the old state
 251         let path_len = self.path.len();
 252         // Perform operation
 253         self.path.push(elem);
 254         self.visit_value(new_op)?;
 255         // Undo changes
 256         self.path.truncate(path_len);
 257         Ok(())
 258     }
 259
 260     fn check_wide_ptr_meta(
 261         &mut self,
 262         meta: MemPlaceMeta<M::PointerTag>,
 263         pointee: TyLayout<'tcx>,
 264     ) -> InterpResult<'tcx> {
 265         let tail = self.ecx.tcx.struct_tail_erasing_lifetimes(pointee.ty, self.ecx.param_env);
 266         match tail.kind {
 267             ty::Dynamic(..) => {
 268                 let vtable = meta.unwrap_meta();
 269                 try_validation!(
 270                     self.ecx.memory.check_ptr_access(
 271                         vtable,
 272                         3 * self.ecx.tcx.data_layout.pointer_size, // drop, size, align
 273                         self.ecx.tcx.data_layout.pointer_align.abi,
 274                     ),
 275                     "dangling or unaligned vtable pointer in wide pointer or too small vtable",
 276                     self.path
 277                 );
 278                 try_validation!(
 279                     self.ecx.read_drop_type_from_vtable(vtable),
 280                     "invalid drop fn in vtable",
 281                     self.path
 282                 );
 283                 try_validation!(
 284                     self.ecx.read_size_and_align_from_vtable(vtable),
 285                     "invalid size or align in vtable",
 286                     self.path
 287                 );
 288                 // FIXME: More checks for the vtable.
 289             }
 290             ty::Slice(..) | ty::Str => {
 291                 let _len = try_validation!(
 292                     meta.unwrap_meta().to_machine_usize(self.ecx),
 293                     "non-integer slice length in wide pointer",
 294                     self.path
 295                 );
 296                 // We do not check that `len * elem_size <= isize::MAX`:
 297                 // that is only required for references, and there it falls out of the
 298                 // "dereferenceable" check performed by Stacked Borrows.
 299             }
 300             ty::Foreign(..) => {
 301                 // Unsized, but not wide.
 302             }
 303             _ => bug!("Unexpected unsized type tail: {:?}", tail),
 304         }
 305
 306         Ok(())
 307     }
 308
 309     fn visit_primitive(&mut self, value: OpTy<'tcx, M::PointerTag>) -> InterpResult<'tcx> {
 310         let value = self.ecx.read_immediate(value)?;
 311         // Go over all the primitive types
 312         let ty = value.layout.ty;
 313         match ty.kind {
 314             ty::Bool => {
 315                 let value = value.to_scalar_or_undef();
 316                 try_validation!(value.to_bool(), value, self.path, "a boolean");
 317             }
 318             ty::Char => {
 319                 let value = value.to_scalar_or_undef();
 320                 try_validation!(value.to_char(), value, self.path, "a valid unicode codepoint");
 321             }
 322             ty::Float(_) | ty::Int(_) | ty::Uint(_) => {
 323                 // NOTE: Keep this in sync with the array optimization for int/float
 324                 // types below!
 325                 let value = value.to_scalar_or_undef();
 326                 if self.ref_tracking_for_consts.is_some() {
 327                     // Integers/floats in CTFE: Must be scalar bits, pointers are dangerous
 328                     let is_bits = value.not_undef().map_or(false, |v| v.is_bits());
 329                     if !is_bits {
 330                         throw_validation_failure!(
 331                             value,
 332                             self.path,
 333                             "initialized plain (non-pointer) bytes"
 334                         )
 335                     }
 336                 } else {
 337                     // At run-time, for now, we accept *anything* for these types, including
 338                     // undef. We should fix that, but let's start low.
 339                 }
 340             }
 341             ty::RawPtr(..) => {
 342                 // We are conservative with undef for integers, but try to
 343                 // actually enforce our current rules for raw pointers.
 344                 let place =
 345                     try_validation!(self.ecx.ref_to_mplace(value), "undefined pointer", self.path);
 346                 if place.layout.is_unsized() {
 347                     self.check_wide_ptr_meta(place.meta, place.layout)?;
 348                 }
 349             }
 350             _ if ty.is_box() || ty.is_region_ptr() => {
 351                 // Handle wide pointers.
 352                 // Check metadata early, for better diagnostics
 353                 let place =
 354                     try_validation!(self.ecx.ref_to_mplace(value), "undefined pointer", self.path);
 355                 if place.layout.is_unsized() {
 356                     self.check_wide_ptr_meta(place.meta, place.layout)?;
 357                 }
 358                 // Make sure this is dereferenceable and all.
 359                 let (size, align) = self
 360                     .ecx
 361                     .size_and_align_of(place.meta, place.layout)?
 362                     // for the purpose of validity, consider foreign types to have
 363                     // alignment and size determined by the layout (size will be 0,
 364                     // alignment should take attributes into account).
 365                     .unwrap_or_else(|| (place.layout.size, place.layout.align.abi));
 366                 let ptr: Option<_> = match self.ecx.memory.check_ptr_access_align(
 367                     place.ptr,
 368                     size,
 369                     Some(align),
 370                     CheckInAllocMsg::InboundsTest,
 371                 ) {
 372                     Ok(ptr) => ptr,
 373                     Err(err) => {
 374                         info!(
 375                             "{:?} did not pass access check for size {:?}, align {:?}",
 376                             place.ptr, size, align
 377                         );
 378                         match err.kind {
 379                             err_unsup!(InvalidNullPointerUsage) => {
 380                                 throw_validation_failure!("a NULL reference", self.path)
 381                             }
 382                             err_unsup!(AlignmentCheckFailed { required, has }) => {
 383                                 throw_validation_failure!(
 384                                     format_args!(
 385                                         "an unaligned reference \
 386                                          (required {} byte alignment but found {})",
 387                                         required.bytes(),
 388                                         has.bytes()
 389                                     ),
 390                                     self.path
 391                                 )
 392                             }
 393                             err_unsup!(ReadBytesAsPointer) => throw_validation_failure!(
 394                                 "a dangling reference (created from integer)",
 395                                 self.path
 396                             ),
 397                             _ => throw_validation_failure!(
 398                                 "a dangling reference (not entirely in bounds)",
 399                                 self.path
 400                             ),
 401                         }
 402                     }
 403                 };
 404                 // Recursive checking
 405                 if let Some(ref mut ref_tracking) = self.ref_tracking_for_consts {
 406                     if let Some(ptr) = ptr {
 407                         // not a ZST
 408                         // Skip validation entirely for some external statics
 409                         let alloc_kind = self.ecx.tcx.alloc_map.lock().get(ptr.alloc_id);
 410                         if let Some(GlobalAlloc::Static(did)) = alloc_kind {
 411                             // `extern static` cannot be validated as they have no body.
 412                             // FIXME: Statics from other crates are also skipped.
 413                             // They might be checked at a different type, but for now we
 414                             // want to avoid recursing too deeply.  This is not sound!
 415                             if !did.is_local() || self.ecx.tcx.is_foreign_item(did) {
 416                                 return Ok(());
 417                             }
 418                         }
 419                     }
 420                     // Proceed recursively even for ZST, no reason to skip them!
 421                     // `!` is a ZST and we want to validate it.
 422                     // Normalize before handing `place` to tracking because that will
 423                     // check for duplicates.
 424                     let place = if size.bytes() > 0 {
 425                         self.ecx.force_mplace_ptr(place).expect("we already bounds-checked")
 426                     } else {
 427                         place
 428                     };
 429                     let path = &self.path;
 430                     ref_tracking.track(place, || {
 431                         // We need to clone the path anyway, make sure it gets created
 432                         // with enough space for the additional `Deref`.
 433                         let mut new_path = Vec::with_capacity(path.len() + 1);
 434                         new_path.clone_from(path);
 435                         new_path.push(PathElem::Deref);
 436                         new_path
 437                     });
 438                 }
 439             }
 440             ty::FnPtr(_sig) => {
 441                 let value = value.to_scalar_or_undef();
 442                 let _fn = try_validation!(
 443                     value.not_undef().and_then(|ptr| self.ecx.memory.get_fn(ptr)),
 444                     value,
 445                     self.path,
 446                     "a function pointer"
 447                 );
 448                 // FIXME: Check if the signature matches
 449             }
 450             // This should be all the (inhabited) primitive types
 451             _ => bug!("Unexpected primitive type {}", value.layout.ty),
 452         }
 453         Ok(())
 454     }
 455
 456     fn visit_scalar(
 457         &mut self,
 458         op: OpTy<'tcx, M::PointerTag>,
 459         scalar_layout: &layout::Scalar,
 460     ) -> InterpResult<'tcx> {
 461         let value = self.ecx.read_scalar(op)?;
 462         let valid_range = &scalar_layout.valid_range;
 463         let (lo, hi) = valid_range.clone().into_inner();
 464         // Determine the allowed range
 465         // `max_hi` is as big as the size fits
 466         let max_hi = u128::max_value() >> (128 - op.layout.size.bits());
 467         assert!(hi <= max_hi);
 468         // We could also write `(hi + 1) % (max_hi + 1) == lo` but `max_hi + 1` overflows for `u128`
 469         if (lo == 0 && hi == max_hi) || (hi + 1 == lo) {
 470             // Nothing to check
 471             return Ok(());
 472         }
 473         // At least one value is excluded. Get the bits.
 474         let value = try_validation!(
 475             value.not_undef(),
 476             value,
 477             self.path,
 478             format_args!("something {}", wrapping_range_format(valid_range, max_hi),)
 479         );
 480         let bits = match value.to_bits_or_ptr(op.layout.size, self.ecx) {
 481             Err(ptr) => {
 482                 if lo == 1 && hi == max_hi {
 483                     // Only NULL is the niche.  So make sure the ptr is NOT NULL.
 484                     if self.ecx.memory.ptr_may_be_null(ptr) {
 485                         throw_validation_failure!(
 486                             "a potentially NULL pointer",
 487                             self.path,
 488                             format_args!(
 489                                 "something that cannot possibly fail to be {}",
 490                                 wrapping_range_format(valid_range, max_hi)
 491                             )
 492                         )
 493                     }
 494                     return Ok(());
 495                 } else {
 496                     // Conservatively, we reject, because the pointer *could* have a bad
 497                     // value.
 498                     throw_validation_failure!(
 499                         "a pointer",
 500                         self.path,
 501                         format_args!(
 502                             "something that cannot possibly fail to be {}",
 503                             wrapping_range_format(valid_range, max_hi)
 504                         )
 505                     )
 506                 }
 507             }
 508             Ok(data) => data,
 509         };
 510         // Now compare. This is slightly subtle because this is a special "wrap-around" range.
 511         if wrapping_range_contains(&valid_range, bits) {
 512             Ok(())
 513         } else {
 514             throw_validation_failure!(
 515                 bits,
 516                 self.path,
 517                 format_args!("something {}", wrapping_range_format(valid_range, max_hi))
 518             )
 519         }
 520     }
 521 }
 522
 523 impl<'rt, 'mir, 'tcx, M: Machine<'mir, 'tcx>> ValueVisitor<'mir, 'tcx, M>
 524     for ValidityVisitor<'rt, 'mir, 'tcx, M>
 525 {
 526     type V = OpTy<'tcx, M::PointerTag>;
 527
 528     #[inline(always)]
 529     fn ecx(&self) -> &InterpCx<'mir, 'tcx, M> {
 530         &self.ecx
 531     }
 532
 533     #[inline]
 534     fn visit_field(
 535         &mut self,
 536         old_op: OpTy<'tcx, M::PointerTag>,
 537         field: usize,
 538         new_op: OpTy<'tcx, M::PointerTag>,
 539     ) -> InterpResult<'tcx> {
 540         let elem = self.aggregate_field_path_elem(old_op.layout, field);
 541         self.visit_elem(new_op, elem)
 542     }
 543
 544     #[inline]
 545     fn visit_variant(
 546         &mut self,
 547         old_op: OpTy<'tcx, M::PointerTag>,
 548         variant_id: VariantIdx,
 549         new_op: OpTy<'tcx, M::PointerTag>,
 550     ) -> InterpResult<'tcx> {
 551         let name = match old_op.layout.ty.kind {
 552             ty::Adt(adt, _) => PathElem::Variant(adt.variants[variant_id].ident.name),
 553             // Generators also have variants
 554             ty::Generator(..) => PathElem::GeneratorState(variant_id),
 555             _ => bug!("Unexpected type with variant: {:?}", old_op.layout.ty),
 556         };
 557         self.visit_elem(new_op, name)
 558     }
 559
 560     #[inline(always)]
 561     fn visit_union(&mut self, _v: Self::V, fields: usize) -> InterpResult<'tcx> {
 562         // Empty unions are not accepted by rustc. That's great, it means we can
 563         // use that as a signal for detecting primitives.  Make sure
 564         // we did not miss any primitive.
 565         assert!(fields > 0);
 566         Ok(())
 567     }
 568
 569     #[inline]
 570     fn visit_value(&mut self, op: OpTy<'tcx, M::PointerTag>) -> InterpResult<'tcx> {
 571         trace!("visit_value: {:?}, {:?}", *op, op.layout);
 572
 573         if op.layout.abi.is_uninhabited() {
 574             // Uninhabited types do not have sensible layout, stop right here.
 575             throw_validation_failure!(
 576                 format_args!("a value of uninhabited type {:?}", op.layout.ty),
 577                 self.path
 578             )
 579         }
 580
 581         // Check primitive types.  We do this after checking for uninhabited types,
 582         // to exclude fieldless enums (that also appear as fieldless unions here).
 583         // Primitives can have varying layout, so we check them separately and before aggregate
 584         // handling.
 585         // It is CRITICAL that we get this check right, or we might be validating the wrong thing!
 586         let primitive = match op.layout.fields {
 587             // Primitives appear as Union with 0 fields - except for Boxes and fat pointers.
 588             // (Fieldless enums also appear here, but they are uninhabited and thus handled above.)
 589             layout::FieldPlacement::Union(0) => true,
 590             _ => op.layout.ty.builtin_deref(true).is_some(),
 591         };
 592         if primitive {
 593             // No need to recurse further or check scalar layout, this is a leaf type.
 594             return self.visit_primitive(op);
 595         }
 596
 597         // Recursively walk the type. Translate some possible errors to something nicer.
 598         match self.walk_value(op) {
 599             Ok(()) => {}
 600             Err(err) => match err.kind {
 601                 err_ub!(InvalidDiscriminant(val)) => {
 602                     throw_validation_failure!(val, self.path, "a valid enum discriminant")
 603                 }
 604                 err_unsup!(ReadPointerAsBytes) => {
 605                     throw_validation_failure!("a pointer", self.path, "plain (non-pointer) bytes")
 606                 }
 607                 _ => return Err(err),
 608             },
 609         }
 610
 611         // *After* all of this, check the ABI.  We need to check the ABI to handle
 612         // types like `NonNull` where the `Scalar` info is more restrictive than what
 613         // the fields say (`rustc_layout_scalar_valid_range_start`).
 614         // But in most cases, this will just propagate what the fields say,
 615         // and then we want the error to point at the field -- so, first recurse,
 616         // then check ABI.
 617         //
 618         // FIXME: We could avoid some redundant checks here. For newtypes wrapping
 619         // scalars, we do the same check on every "level" (e.g., first we check
 620         // MyNewtype and then the scalar in there).
 621         match op.layout.abi {
 622             layout::Abi::Uninhabited => unreachable!(), // checked above
 623             layout::Abi::Scalar(ref scalar_layout) => {
 624                 self.visit_scalar(op, scalar_layout)?;
 625             }
 626             layout::Abi::ScalarPair { .. } | layout::Abi::Vector { .. } => {
 627                 // These have fields that we already visited above, so we already checked
 628                 // all their scalar-level restrictions.
 629                 // There is also no equivalent to `rustc_layout_scalar_valid_range_start`
 630                 // that would make skipping them here an issue.
 631             }
 632             layout::Abi::Aggregate { .. } => {
 633                 // Nothing to do.
 634             }
 635         }
 636
 637         Ok(())
 638     }
 639
 640     fn visit_aggregate(
 641         &mut self,
 642         op: OpTy<'tcx, M::PointerTag>,
 643         fields: impl Iterator<Item = InterpResult<'tcx, Self::V>>,
 644     ) -> InterpResult<'tcx> {
 645         match op.layout.ty.kind {
 646             ty::Str => {
 647                 let mplace = op.assert_mem_place(self.ecx); // strings are never immediate
 648                 try_validation!(
 649                     self.ecx.read_str(mplace),
 650                     "uninitialized or non-UTF-8 data in str",
 651                     self.path
 652                 );
 653             }
 654             ty::Array(tys, ..) | ty::Slice(tys)
 655                 if {
 656                     // This optimization applies for types that can hold arbitrary bytes (such as
 657                     // integer and floating point types) or for structs or tuples with no fields.
 658                     // FIXME(wesleywiser) This logic could be extended further to arbitrary structs
 659                     // or tuples made up of integer/floating point types or inhabited ZSTs with no
 660                     // padding.
 661                     match tys.kind {
 662                         ty::Int(..) | ty::Uint(..) | ty::Float(..) => true,
 663                         _ => false,
 664                     }
 665                 } =>
 666             {
 667                 // Optimized handling for arrays of integer/float type.
 668
 669                 // Arrays cannot be immediate, slices are never immediate.
 670                 let mplace = op.assert_mem_place(self.ecx);
 671                 // This is the length of the array/slice.
 672                 let len = mplace.len(self.ecx)?;
 673                 // Zero length slices have nothing to be checked.
 674                 if len == 0 {
 675                     return Ok(());
 676                 }
 677                 // This is the element type size.
 678                 let layout = self.ecx.layout_of(tys)?;
 679                 // This is the size in bytes of the whole array.
 680                 let size = layout.size * len;
 681                 // Size is not 0, get a pointer.
 682                 let ptr = self.ecx.force_ptr(mplace.ptr)?;
 683
 684                 // Optimization: we just check the entire range at once.
 685                 // NOTE: Keep this in sync with the handling of integer and float
 686                 // types above, in `visit_primitive`.
 687                 // In run-time mode, we accept pointers in here.  This is actually more
 688                 // permissive than a per-element check would be, e.g., we accept
 689                 // an &[u8] that contains a pointer even though bytewise checking would
 690                 // reject it.  However, that's good: We don't inherently want
 691                 // to reject those pointers, we just do not have the machinery to
 692                 // talk about parts of a pointer.
 693                 // We also accept undef, for consistency with the slow path.
 694                 match self.ecx.memory.get_raw(ptr.alloc_id)?.check_bytes(
 695                     self.ecx,
 696                     ptr,
 697                     size,
 698                     /*allow_ptr_and_undef*/ self.ref_tracking_for_consts.is_none(),
 699                 ) {
 700                     // In the happy case, we needn't check anything else.
 701                     Ok(()) => {}
 702                     // Some error happened, try to provide a more detailed description.
 703                     Err(err) => {
 704                         // For some errors we might be able to provide extra information
 705                         match err.kind {
 706                             err_unsup!(ReadUndefBytes(offset)) => {
 707                                 // Some byte was undefined, determine which
 708                                 // element that byte belongs to so we can
 709                                 // provide an index.
 710                                 let i = (offset.bytes() / layout.size.bytes()) as usize;
 711                                 self.path.push(PathElem::ArrayElem(i));
 712
 713                                 throw_validation_failure!("undefined bytes", self.path)
 714                             }
 715                             // Other errors shouldn't be possible
 716                             _ => return Err(err),
 717                         }
 718                     }
 719                 }
 720             }
 721             // Fast path for arrays and slices of ZSTs. We only need to check a single ZST element
 722             // of an array and not all of them, because there's only a single value of a specific
 723             // ZST type, so either validation fails for all elements or none.
 724             ty::Array(tys, ..) | ty::Slice(tys) if self.ecx.layout_of(tys)?.is_zst() => {
 725                 // Validate just the first element
 726                 self.walk_aggregate(op, fields.take(1))?
 727             }
 728             _ => {
 729                 self.walk_aggregate(op, fields)? // default handler
 730             }
 731         }
 732         Ok(())
 733     }
 734 }
 735
 736 impl<'mir, 'tcx, M: Machine<'mir, 'tcx>> InterpCx<'mir, 'tcx, M> {
 737     /// This function checks the data at `op`. `op` is assumed to cover valid memory if it
 738     /// is an indirect operand.
 739     /// It will error if the bits at the destination do not match the ones described by the layout.
 740     ///
 741     /// `ref_tracking_for_consts` can be `None` to avoid recursive checking below references.
 742     /// This also toggles between "run-time" (no recursion) and "compile-time" (with recursion)
 743     /// validation (e.g., pointer values are fine in integers at runtime) and various other const
 744     /// specific validation checks.
 745     pub fn validate_operand(
 746         &self,
 747         op: OpTy<'tcx, M::PointerTag>,
 748         path: Vec<PathElem>,
 749         ref_tracking_for_consts: Option<
 750             &mut RefTracking<MPlaceTy<'tcx, M::PointerTag>, Vec<PathElem>>,
 751         >,
 752     ) -> InterpResult<'tcx> {
 753         trace!("validate_operand: {:?}, {:?}", *op, op.layout.ty);
 754
 755         // Construct a visitor
 756         let mut visitor = ValidityVisitor { path, ref_tracking_for_consts, ecx: self };
 757
 758         // Try to cast to ptr *once* instead of all the time.
 759         let op = self.force_op_ptr(op).unwrap_or(op);
 760
 761         // Run it
 762         visitor.visit_value(op)
 763     }
 764 }